1/5/2017

Episode 51 - Helium

Teknisk Sett-podkasten diskuterer helium, et grunnstoff som er sjelden i jordens atmosfære på grunn av sin lette vekt. Helium utvinnes fra naturgasskilder, men er en begrenset ressurs. Helium brukes i MR-maskiner, luftskip, og andre teknologier. På grunn av økende etterspørsel og begrenset tilførsel, advarer podcasten om å spare på helium og unngå sløsing.

00:00

I denne episoden av Teknisk Sett diskuteres helium, det nest vanligste grunnstoffet i universet, og dets kilde og ressurser.

05:28

Helium er en begrenset ressurs som er viktig for teknologi, spesielt MR-maskiner, og utviklingen av nye kilder er nødvendig.

Transcript

Velkommen til Teknisk Sett, en podcast fra TU. Mitt navn er Jan Moberg, jeg er sjef her i TU, jeg sitter her med Odd-Rikard Valmålt. Hei hei. Hei Odd-Rikard. Vi begir oss videre vi på det periodiske system. Ja. Vi har snakket om hydrogen. Ja. Nå skal vi snakke om nummer to i rekken.

Det er helium. Da har vi fortsatt gjort unna første rad. Det er bare to der. Men for å få dette riktig, og for å få bedre innsikt, så har vi med oss Carl-Henrik Gørbits. Hallo. Hei, du er professor i strukturkemi. Ja.

Og hvorfor er helium nummer to i det periodiske systemet? Fordi det har to protoner i kjernen, rett og slett. Det har også to nøytroner vanligvis, det kan være bare en, men vanligvis to nøytroner. Men det er antall protoner som er ved hvilket grunnstoff det er, og nå snakker vi om nummer to. Nummer to, rett og slett. Og det er også det nest vanligste grunnstoffet i universet.

Det er vel egentlig nedbrytingsprodukt vi snakker om? Nei, dette, uten å ta en alt for lang historie, så er det slik at det mestparten av det vi ser av tyngre materialer på jordkloden, alt karbon, oksygen, nitrogen, jern, alt som vi ser rundt oss, det er lavet i supernovaeksplosjoner en eller annen gang, mens helium, det har nok antagelig vært

mye av det som solen er bygget opp av, som vi ser i stjerner, det har vært der fra Big Bang. Det er gamle saker. Nå produseres hydrogen fortløpende i kjernereaksjoner i fusjonsprosesset inni stjerner, selvfølgelig. Og når det gjelder helum som vi finner på jorden, så er det også stoff som er produsert i radioaktive prosesser. Men det er jo interessant når det er så

så er det likevel en endelig ressurs. Ja, fordi jordens atmosfære, det tenker vi ikke så mye på, men jordens atmosfære, hvis vi skal, vi bruker flytende nitrogen, vi bruker flytende oksygen, disse kan utvinnes fra jordens atmosfære, du kan bare kjøle dem ned, og så kan du destillere, så kan du få ut alle de komponentene du vil, inkludert argon og krypton og neon og hedel, et eller annet sånt.

Hydrogen og helium er så lette at de unnslipper jordens gravitasjonsfelt. I denne oppholdet forsvinner de rett og slett ut i verdensrommet. Jorden tappes kontinuerlig for alt vi har av hydrogen og helium, derfor er de veldig sjelden i atmosfæren vår. Så det kommer altså ut helium sammen med naturgass, men i det øyeblikket vi slipper hydrogen og helium ut,

For eksempel at en liten ballong sprekker, en 17-mære ballong sprekker, så går den ut i atmosfæren, og i løpet av da, altså tross alt en relativt, det er snakk om tusener av år, men det forsvinner ut i atmosfæren. Det er ikke noe vi kan, det er tapt for oss. Ja, så det hele med vi har på jorden, det er bunnet.

I stor grad, og vi må utvinne det her, rett og slett. Det kommer ut med oljekilder. Det ble oppdaget i 1903 i Kansas, og så drev de å drilete og så at det kom ut naturgass, selvfølgelig metan og sånne ting. Så var det 12 prosent av en gass som de ikke skjønte hva var, og det viste seg etterpå at det var helium.

Så det var altså sånn at helium ble en ressurs på jorden, at det ble utvinnet sammen med naturgass og sånn. Nå er det fortsatt at helium som vi kjøper nå til å fylle opp ballonger eller drive magneter eller hva det måtte være, det kommer altså fra oljekilder eller gasskilder. Da er det jo interessant å nevne at amerikanerne brukte helium i sine luftskip, men de nekta nazistene å kjøpe helium.

Så derfor hadde Hindenburg hydrogen

Og vi vet hvordan det gikk. Det vet vi. Det vet vi. Inburg var faktisk litt smartere enn som så, for de hadde faktisk konstruert den som et sånt yttre skall. Det var det som skulle inneholde helium, og så skulle de stolte nok på seg selv med at det skulle være helium i den store volymen, som var den indre kjernen, så de skulle bare beskytte utkanten av Inburg med helium. Men da amerikanere sa nei, dette får de ikke kjøpe, så var de så trygge på seg selv at de hadde fylt ut den yttre delen også med helium. Ja.

Det var jo røykesøndong også på bord på Rufskypet, så de var trygge på at dette gikk bra. Det gjorde en stund. Ja, det gjorde en stund. Det ble noen spektakulære bilder selv den gangen. Men bare for å dra litt tilbake, dette er da ofte et biprodukt av petroleumsøksomhet. Altid. Men

I Nordsjøen er det ikke sånn. Nei, for det er ikke alle naturgass som inneholder helium. Det kommer fra radioaktiv nedbrytning av veldig supertunge grunnstoffer, primært uran, som avgjør det når det bryter seg. Det er en serie med reaksjoner som ender opp som bly, som avgjør det som heter alfastråling, som er heliumkjerne rett og slett.

Og dette blir da samlet opp. Hvis du da er i en situasjon hvor du har mye av disse tunge radioaktive stoffene i nærheten av et gassreservoir, så samles heliumen opp i det gassreservoaret. Slik er det ikke i Nordsjøen. Der er det ikke store uranressurser sammen med alle kildene. Og derfor inneholder ikke vår gasshydrogen noe betydning. Hvem er de store heliumgeografiene i verden? Det var jo USA i veldig mange år da. Men nå har jo de tatt

sine gasskilder hvor det var mye helium, så nå har det i mange år primært vært Nordafrika, Marokko hvor man har tappet ut mye helium. Den nye skifegassen der er jo også en god del Ja, det har vært oppdaget noen nye kilder til helium de senere årene. For et par år siden så var jo verden veldig pessimistisk med tanke på hvordan det skal gå med heliumforsyningen i fremtiden, fordi

En ting er å leke seg med cytomerballongen, men vi trenger jo faktisk helium til en del teknologi som vi er relativt avhengig av etter hvert. MR-maskiner for eksempel, altså alt som har supermagneter, de bruker gjerne kjøling med helium.

og plutselig klare seg uten det, det er ikke sånn helt lettvint også. Hvorfor er helium så bra til kjøling? Fordi det er, du kan kjøle det så langt, du kan kjøle det så langt ned, uten at du får noen som helst problemer med at det reagerer med noen ting. Det er gass, det er jo gass helt ned til...

Det blir ikke flytende form, det stivner ikke, det flyter ved veldig lav temperatur, du kan kjøre det veldig langt ned. Det er veldig innsiktsmessig å bruke til å kjøre det i magneter av den grunn. Noe som da faktisk blir enda mer aktuelt, både i MR og andre ting. Det er klart at MR-maskiner er viktigere enn 70-mai-ballonger.

Ja, det er det, og en ting er at det må være belang med forholdsvis lite volym for oss alle, men hvis vi da snakker om at man skal utvikle nye luftskip, hvor man skal da få en ny æra for luftskipene, hvor man skal fly moderne luftskip utomkring,

Man kunne regne på kostnadene ved å fylle et sånt luftskip med helium nå, og hvordan det vil være da om 10 eller 20 år, når helium utvilesomt kommer til å være en enda mer begrenset ressurs enn det det er nå. Så jeg vil ikke si at aksjene mine i det, altså pengene mine i aksjene... Det blir rett og slett et så begrenset god at prisen kommer til å gå til vers, bokstavlig talt. Nå kommer jo noen gode nyheter fra...

Afrika var det i Angola, tror jeg, i år, hvor de fant noen nye forekomster som var veldig... Og det kommer nok til å bli oppdaget i fremtiden også, men i prinsippet er helium å betrakte som en begrenset ressurs, og bør vel etter mine begreper brukes deretter, rett og slett. Så nå kommer forbudet mot setemærballonger og bursdagsballonger? Ja, det kan du si, men altså...

Når utvinnelsen av naturgass og utenpning i verden, og det følger med hele, hva skal man gjøre med hele menn?

I USA har de hatt kjempestore lagre i mange år, som har tappet ned. Det er klart man kan lagre mer igjen, og fylle opp lagrene, men det er begrenset hvor mye man kan lagre for 10, 20, 30 og 100 år frem i tiden også, så det er litt hvem skal betale for det. Man kan lagre det i luftskjep da. Ja, det er fryktelig små molekyler da. Det er altså nesten mulig å holde det helt tett. For kjemikere er jo hele menn

veldig interessant gass også når vi regner for studenter og så videre sammen med regneeksempler så bruker vi begrepet en ideell gass det er en gass hvor gassmolekylene ikke har noe volym og så er det hvor det ikke er tiltetningskreftet mellom gassmolekylene heller og det er helium helium er en såkalt for oss i alle praktiske ender en ideell gass det er noe helt spesielt mye mer enn de andre gassene

Men vanskelig å holde på. Vanskelig å holde på. Vanskelig å holde på enatomie. Det er jo ikke som O2 eller F2 eller N2. Det er et enatomie, knett lite molekyl, som er nesten umulig å holde innstengt over lengre tid. Hvordan blir en verden uten helium, har du rikert? Nei, en del av fremtiden kan spore av, rett og slett, tror jeg. Blant annet fordi at

Vi ser nå på en fremtid med fusjonskraft, og hvis vi ser på den magnetiske tokamakker, så er det i avhengig av superkjøling med magneter, og da må vi ha helium.

I tillegg til at vi må ha helium, så må vi da helst ha denne, vi snakket om isotoper her, og helium, nesten all helium er jo da den med to nøytroner i kjernen, altså det vi kaller helium-4, fire kjernepartikler. I disse tokamakene så er det jo primært helium-3 som skal være kjernedrivstoffet, som er enda mye kjennere enn helium-4 her igjen. Så der snakker man om veldig eksklusivt drivstoff altså. Ja.

Det er rett og slett sånn at vi må sette i gang sånn helium conservation movement. Sørge for at vi ikke sløser dette her da. Det er jo mange som har hatt ord for det, tror jeg. Ja, det har vært bekymring. Det har vært noen på om i forbund. At det skal kastes bort på... Ja, det var jo et...

De var bekymret for forensning på den cup-finalen. Det lå spengte ballonger overalt. Det var vel verre med heliumet som forsvant til atmosfæren, tror jeg. Det er gøy med helium. Vi synes det er morsomt å vise skoleleger på besøk. La dem puste i helium.

pustetrekken går innpust, og så puster du ut, så får du denne berømte Donald-stemmen, for stemmebåndene vibrerer mye fortere enn de pleier. Fordi det er den lettetutende gassen. Ja, det er alltid en klassiker. Det går rett igjen. Det er fort med hydrogen også. Men i og med at hydrogen er brennbar, så er

Vi holder solrevet unna hydrogen. Er det en som har røyk på seg, så kan det være kjipt. Men bare for å være veldig tydelig på det, så er det ikke sånn at vi kan produsere hydrogen bare vi har kraft. Men helium har vi ikke samme mulighet til å gjøre. Den må vi utvinne. Ja, rett og slett.

Vi kan altså, hvis du virkelig går for luftskip, så kan du faktisk, hvorfor fyller vi ikke luftskip med hydrogen i dag? Jo, det er selvfølgelig fordi det er brennbart, så vi bruker hele med steden. Du kan faktisk fylle et luftskip, du kan bytte ut en andel av hele med hydrogen uten at den er brennbar. Jeg tror det er ca. 17% som du kan bytte ut, og likevel så får du ikke noe som tar fyr utenfor.

Så det er, du kan spare litt. Hydrogen er i alle praktiske scener gratis, hydrogengass. Og du vil få øde litt mer løft også, faktisk. Det vil du faktisk. Dere, takk for en opplysende samtale om Helium. Vi får begynne å spare på ballongene, og det er klart. Det må vi gjøre. Takk. Vi avlyser 7. mai.

Mentioned in the episode

Teknisk Sett

Podcasten som denne episoden er en del av.

Organisasjonen som produserer Teknisk Sett podcasten.

Jan Moberg

Sjefen for TU og en av deltakerne i podcasten.

Odd-Rikard Valmålt

En av deltakerne i podcasten.

Carl-Henrik Gørbits

Professor i strukturkemi og en av deltakerne i podcasten.

Helium

Grunnstoffet som episoden handler om.

Hydrogen

Grunnstoffet som ble diskutert i forrige episode av Teknisk Sett.

Supernovaeksplosjoner

En prosess som danner tyngre grunnstoffer.

Big Bang

Den kosmiske hendelsen som satte i gang universet.

Solen

En stjerne som er hovedsakelig laget av hydrogen og helium.

Jorden

Planeten som er hjemmet vårt.

Atmosfæren

Gasslaget som omgir jorda.

Flytende nitrogen